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30分钟可屠尽3万只蜜蜂的大黄蜂,如何被蜜蜂用物理学奇...

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发表于 2020-7-28 23:14:23 | 显示全部楼层 |阅读模式
来源: SME科技故事


2019年底,美国华盛顿州首次发现了两只亚洲大黄蜂,这种有着“杀人蜂”外号的大黄蜂为当地带来了新的担忧。  你或许听说过“非洲杀人蜂”的大名,但在亚洲大黄蜂面前则有些相形见绌。它们也被称作大虎头蜂、金环胡蜂,身长将近5厘米,体色鲜艳,橙黑相间,是世界上最大的胡蜂。
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亚洲大黄蜂

  与巨大体型相配的毒刺有近0.6厘米长,甚至可以刺穿人的衣服,包括养蜂人的衣服。不同于蜜蜂那种“伤敌一千,自损八百”的一次性毒刺,亚洲大黄蜂的毒刺可以连续发起进攻并释放剧毒。
  日本京都产业大学的黄蜂研究员高桥俊一表示,这种大黄蜂之所以被称为“杀人蜂”,是因为它们的毒性与毒蛇毒性相当,被亚洲大黄蜂多次蛰伤是致命的。
  据报道,仅在日本平均每年就有多达50人死于它们的叮咬,而在2013年,亚洲大黄蜂数量异常之多,仅在我国陕西一个省就造成了42人死亡。曾有受害者表示,被蛰的感觉就像热金属刺入皮肤。

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亚洲大黄蜂蛰死老鼠


  不过和绝大部分生物一样,亚洲大黄蜂通常不会攻击人类或动物,除非它们觉得自己的巢穴受到威胁。与蜇人相比,它们大量捕杀蜂群的事迹更加闻名。
  亚洲大黄蜂的食谱很丰富,包含了多种昆虫,其中蜜蜂是它们的最爱。
  事实上很多种胡蜂都有捕食蜜蜂的习性,虽然两者外形相似,而且名字里都带“蜂”,但胡蜂属于膜翅目胡蜂科昆虫,而蜜蜂属于膜翅目蜜蜂科,也就是说,胡蜂并不是一种蜜蜂。
  但它们也是有很深的渊源的。美国昆虫学家米切纳(Michen-er)认为,蜜蜂是从1亿年前的细腰胡蜂进化而来。
  变异的胡蜂改变了捕猎其它节肢动物幼虫的肉食性习性,成为采集花粉及花蜜饲喂幼虫的素食主义者,没想到最后又落为胡蜂的盘中餐。

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亚洲大黄蜂捕食蜜蜂


  亚洲大黄蜂通常单独捕猎,但在夏末和秋季之间,工蜂会联合起来,对其他群居昆虫的巢穴进行大规模攻击,尤其是蜜蜂。这种行为甚至有一个名称,叫做“屠杀和占领阶段”。
  当“侦察兵工蜂”发现蜂巢时,就会用一种特殊的物质来进行标记,其中含有信息素。其他大黄蜂就会被吸引,然后带着2到50只蜂的后备队伍,屠杀就开始了。
  它们用强有力的下颚撕咬掉蜜蜂的头,带走蜂蜜、幼虫和蛹等战利品,然后把蜂巢据为己有,喂养自己的幼虫。

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这种侵略往往十分迅速。研究人员观察发现,一只大黄蜂每14秒就能杀死一只蜜蜂,而一个蜂巢内有成千上万的蜜蜂,大黄蜂可在数小时内消灭整个蜂巢。
  “亚洲大黄蜂是蜜蜂最频繁的捕食者,”美国自然历史博物馆馆长詹姆斯·卡彭特(James Carpenter)说,“一些黄蜂专门攻击蜂巢,这使得在这些黄蜂的领地里养蜂几乎是不可能的。”
  这确实有些不可思议,我们可能没有亲自捅过蜂窝,但一定在电视上领略过蜜蜂的战斗力。虽然亚洲大黄蜂有体型优势,但蜜蜂的数量优势显然更大,难道成百上千的蜜蜂还没办法制服几只胡蜂?

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亚洲大黄蜂体型(上)和蜜蜂体型(下)的比较


  其实并不是蜜蜂的太弱,而是因为对手太强。不知道你有没有接触过亚洲大黄蜂或者其尸体,它们的外壳十分坚硬,相较之下蜜蜂的刺有些无能为力。
  那么面对亚洲大黄蜂,蜜蜂只能任其宰割吗?并非如此。当用蛮力无法打败入侵者的时候,一些蜜蜂就探索出了新的应对方式,利用己方的数量优势将入侵者活活“热死”。
  亚利桑那大学自然资源与环境学院副教授凯蒂·普鲁迪奇(Katy Prudic)表示,尽管大黄蜂体型庞大,有致命的毒刺,还有可怕的名字,但日本蜜蜂已经进化出一种“伏击防御”的方式来对付这些大黄蜂。
  我们之前提到过,亚洲大黄蜂屠杀前会派一些“侦察兵”打探情况,这成了日本蜜蜂的突破口。它们无法抵抗一群大黄蜂的攻击,但可以设法制服这些侦察兵,以此保证自己和后代免受攻击。

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日本蜜蜂热死大黄蜂的全过程


  当蜜蜂注意到敌人时,便将危险信息传递给同伴。随后几只蜜蜂组成的“敢死队”便牺牲自己,将大黄蜂引到蜂巢中。
  在那里其他蜜蜂集体扑向入侵者,围绕它形成蜂团,并开始迅速拍打翅膀,以此产生热量,就像一个小烤箱一样,将内部温度提高到46.1摄氏度以上。
  蜜蜂能在高温下生存,但大黄蜂却不能,这对亚洲大黄蜂来说是致命的。在嘈杂的嗡嗡声中,一只大黄蜂从里到外慢慢地被烤熟。
  在此期间一些蜜蜂如果死亡,其他同伴会立即就位,防止仍然活着的捕食者突破防御。在长达一小时的“蒸烤”后,大黄蜂最终难以忍受而死亡。

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被热死的亚洲大黄蜂


  早在2005年,科学家们就注意到了蜜蜂的这种行为,并一直在研究它们,目前研究人员已经发现了日本蜜蜂调节这种高温蜂团相关的大脑机制。
  研究人员在不同的时间把蜜蜂从火热的防御型蜂团中抓出来,以探究它们的大脑的哪些部分是活跃的。他们发现蜜蜂在蜂团中活动时,参与复杂行为的大脑中枢细胞比进行其他活动时更活跃。
  “这个区域的神经元可能也参与工蜂的热信息处理,”研究人员表示。
  当蜜蜂暴露在高温下时同样的大脑活动也被观察到,这支持了这样一种观点,即它们的大脑区域发出指令,使蜜蜂产生稳定的热量,这种热量足以杀死黄蜂,但不能杀死它们自己。
  由于日本蜜蜂和大黄蜂的致死温度只有3到5摄氏度的差异,因此对日本蜜蜂来说,在形成一个炎热的防御蜂团时,对产生的热量进行准确的监测和控制至关重要。
  这些被激活的区域“可能参与热信息处理,以适当地调节飞行肌肉振动的持续时间,并控制在形成蜂团期间产生的热量。”
  事实上包括中华蜜蜂、印度蜜蜂以及日本蜜蜂等亚种的东方蜜蜂中基本都有这种“抱团热死敌人”的抵御策略,不过它们的西方亲戚面对亚洲大黄蜂毫无还手之力。

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西方蜜蜂是分布最广泛的商业传粉者,因为产蜜能力出众,所以被世界各国引进,而亚洲大黄蜂起源于东亚和东南亚,在英美等其他国家一直是作为一种入侵物种存在的。

  没有经历过亚洲大黄蜂捕杀的西方蜜蜂就像原来的日本蜜蜂一样,试图通过蜇黄蜂来抵御黄蜂的攻击,但这是无效的。
  美国养蜂人每年提供数十亿只蜜蜂,帮助至少90种农作物授粉。他们担心这种新的入侵者会进一步恶化重要传粉昆虫数量已经严重减少的情况。
  “日本蜜蜂已经适应了这种捕食者,经过数代学会了保护自己,”华盛顿州白奇湾的养蜂人露丝·丹尼尔森(Ruthie Danielsen)说,“我们的蜜蜂,捕食者以前从未到过这,所以它们没有防御能力。”
  他同时表示养蜂人正在研究一种在日本使用过的特殊陷阱,这种陷阱放置在蜂箱前,可以在亚洲大黄蜂的侦察兵用信息素标记蜂箱之前抓住它。
  不过2017年,研究人员在西方蜜蜂身上也观察到了类似的蜂团和产热行为。不同之处在于,蜂团中的西方蜜蜂仍然试图蛰大黄蜂,而同区域的日本蜜蜂并不会做这种尝试



发表于 2020-7-29 03:53:56 | 显示全部楼层
造物主伟大!
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